المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 12021 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تفريعات / القسم الثاني عشر
2025-04-06
تفريعات / القسم الحادي عشر
2025-04-06
تفريعات / القسم العاشر
2025-04-06
مساحة العمل الآمنة Safe Operating Area
2025-04-06
بداية حكم بسمتيك (1)
2025-04-06
محددات الغلق Fold-back Limiting
2025-04-06

قواعد اخراج العناوين
16-8-2021
النفاذ من أقطار السماوات
23-11-2014
اقسام المياه واحكامها
2024-06-16
الصفات الشخصية للقائد الإعلامي- الشجاعة
4-9-2020
مفهوم الانحــــــــــــلال
4-9-2016
أبو العرب الصقلي عند المعتمد
25-1-2023

The Intrinsic Carrier Concentration  
  
3109   10:28 صباحاً   date: 17-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 110


Read More
Date: 28-10-2020 2160
Date: 23-10-2020 1770
Date: 21-10-2020 1673

The Intrinsic Carrier Concentration

For an intrinsic semiconductor, the concentration of electrons in the conduction band is equal to the concentration of holes in the valence band. We may denote ni and pi as the electron and hole concentrations, respectively, in the intrinsic semiconductor. These parameters are usually referred to as the intrinsic electron concentration and intrinsic hole concentration. However, ni = pi, so normally we simply use the parameter ni as the intrinsic carrier concentration, which refers to either the intrinsic electron or hole concentration.

The Fermi energy level for the intrinsic semiconductor is called the intrinsic Fermi energy, or EF = EFi.  Then we can write

(1)

and

(2)

If we take the product of Equations (1) and (2), we obtain

(3)

or

(4)

where Eg is the bandgap energy. For a given semiconductor material at a constant temperature, the value of ni is a constant, and independent of the Fermi energy.

The intrinsic carrier concentration for silicon at T = 300 K may be calculated by using the effective density of states function values from Table 1.1. The value of ni calculated from Equation (4) for Eg = 1.12 eV is ni = 6.95 × 109 cm-3. The commonly accepted value of ni for silicon at T = 300 K is approximately 1.5 × 1010 cm-3. This discrepancy may arise from several sources. First, the values of the effective masses are determined at a low temperature where the cyclotron resonance experiments are performed. Since the effective mass is an experimentally determined parameter, and since the effective mass is a measure of how well a particle moves in a crystal, this parameter may be a slight function of temperature. Next, the density of states function for a semiconductor was obtained by generalizing the model of an electron in a three-dimensional infinite potential well. This theoretical function may also not agree exactly with experiment. However, the difference between the theoretical value and the experimental value of ni is approximately a factor

Table 1.1 Effective density of states function and effective mass values

Table 1.2 Commonly accepted value of ni at T = 300K.

of 2, which, in many cases, is not significant. Table 1.2 lists the commonly accepted values of ni for silicon, gallium arsenide, and germanium at T = 300 K.

The intrinsic carrier concentration is a very strong function of temperature. Figure 1.1 is a plot of ni from Equation (4) for silicon, gallium arsenide, and germanium as a function of temperature. As seen in the figure, the value of ni for these semiconductors may easily vary over several orders of magnitude as the temperature changes over a reasonable range.

Figure 1.1 The intrinsic carrier concentration of Ge, Si, and GaAs as a function of temperature.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.